Теоретико-методичні засади професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп’ютерного профілю

Матеріали і результати дослідження обговорювались і були схвалені на засіданнях і семінарах кафедри машинознавства та комп'ютерної інженерії (2001-2010 рр.) і науково-методичних радах інженерно-педагогічного факультету Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка (2003-2010 рр.).

Кандидатську дисертацію на тему „Розробка технологічних основ процесу підвищення фізико-механічних властивостей молібдену і вольфраму” захищено в 1997 році в НТУУ „Київський політехнічний інститут”. Матеріали кандидатської дисертації в тексті докторської дисертації не використано.

Публікації. За темою дисертаційного дослідження опубліковано 63 наукових і науково-методичних праць, зокрема: 1 одноосібна монографія (24,07 авт. аркушів), 37 статей у провідних фахових наукових виданнях (з них 30 одноосібних), 8 навчальних, навчально-методичних і методичних посібників, 6 збірок методичних рекомендацій, 6 статей у збірниках матеріалів регіональних науково-практичних семінарів, 5 тез доповідей і матеріалів конференцій.

Структура роботи. Структура дисертації і логіка подання матеріалу відображає послідовність розв'язування основних завдань дослідження. Дисертація складається зі списку умовних скорочень, вступу, чотирьох розділів, висновків з кожного розділу, загальних висновків, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг роботи -- 567 сторінки (обсяг основного тексту -- 432 сторінки, додатків -- 79 сторінок). У тексті ілюстративний матеріал поданий у 29 таблицях і 54 рисунках на 88 сторінках. У списку використаних джерел подано 574 найменувань, з них 33 -- іноземними мовами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, визначено об'єкт, предмет і мету дослідження, сформульовано його гіпотезу та основні завдання, викладено методологічні та теоретичні основи, охарактеризовано методи дослідження, розкрито наукову новизну, теоретичну і практичну значущість одержаних результатів, висвітлено напрями впровадження та апробації результатів експериментального дослідження.

У першому розділі -- „Професійна підготовка майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю як педагогічна проблема вищої школи” -- проаналізовано літературу з проблем підготовки інженерно-педагогічних фахівців, на підставі чого було визначено, що авторська концепція забезпечує якісну підготовку майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю для вищої освіти, а модернізація навчального процесу є важливим напрямом її реформування й одним із пріоритетів інтеграції України у європейське співтовариство.

На основі результатів вивчення психолого-педагогічної і методичної літератури з'ясовано головну причину необхідності вдосконалення навчального процесу -- стрімкий розвиток інформаційних технологій, який вимагає навчати майбутнього фахівця швидко адаптуватися в сучасних професійно-технічних навчальних закладах. Тому модернізація професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю спрямована на посилення взаємозв'язків теоретичної і практичної підготовки молодого фахівця до професійної діяльності, формування цілісної наукової картини навколишнього світу, індивідуально-професійний розвиток освітньої траєкторії студента, що в сукупності забезпечує високу якість освіти, широке впровадження у навчальний процес сучасних інформаційних технологій, інтеграцію змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін.

Установлено, що процес підготовки інженерів-педагогів, як один із видів навчально-виховного процесу у педагогічному університеті, є цілісною педагогічною системою. Елементи педагогічної системи у навчанні майбутніх інженерів-педагогів спрямовані водночас на педагогічний та інженерний напрями і на досягнення основного результату навчання -- підготовку висококваліфікованих фахівців комп'ютерного профілю для навчальних закладів системи професійно-технічної освіти.

На основі вивчення педагогічних досліджень педагогів-науковців (С. Архангельський, Ю. Бабанський, В. Безпалько, Н. Володіна, О. Коваленко) виявлено та конкретизовано основні особистісні характеристики інженера-педагога, а саме: професійну спрямованість, професійну компетентність і професійно значущі риси особистості. Професійна спрямованість обумовлена професійним інтересом, потребою і самовизначенням, які проявляються в усвідомленому бажанні викладача заздалегідь уявити результат своєї діяльності та оптимізувати способи його отримання.

Обґрунтування змісту, принципів, технологій, методів, організаційних форм і засобів навчання забезпечило розроблення педагогічної концепції, виділення методичних та організаційних прийомів формування професійних компетентностей у процесі підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

На основі педагогічної концепції розроблено професіограму інженера-педагога комп'ютерного профілю за спеціальністю „Професійне навчання. Інженерна та комп'ютерна графіка”, в якій відображено елементи (соціально-економічні, технічні, технологічні, правові, психофізіологічні та ін.) його професійної діяльності, за допомогою яких забезпечується формування цілісної моделі педагогічної системи підготовки таких фахівців.

Керуючись концепцією В. Лєдньова щодо формування структури професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, набір навчальних предметів формувався на основі таких чинників: структури об'єкта вивчення діяльності та структури діяльності. Встановлено, що структура діяльності інженера-педагога комп'ютерного профілю охоплює проектування, технологію, наукові дослідження, організацію та управління. Об'єктом діяльності є професійна підготовка майбутніх фахівців в умовах педагогічного університету.

Виявлено, що на основі професійної спрямованості навчального процесу формуються професійні знання, уміння і навички, які пов'язані із застосуванням сучасних інформаційних технологій у підготовці майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю. На підставі цього виділено чотири напрями реалізації принципу професійної спрямованості процесу підготовки майбутніх інженерів-педагогів: удосконалення технологій навчання; удосконалення методичного забезпечення; удосконалення змісту навчального матеріалу; коригування змісту підготовки.

Підвищення якості професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю пов'язане з використанням у навчальному процесі компетентністного підходу, що передбачає сформованість у студентів мотивації, комплексу знань, умінь, навичок, професійних якостей.

Спираючись на праці Е. Зеєра, Н. Кузьміної, А. Маркової, М. Чошанова та ін., компетентність визначена як стійка здатність до діяльності зі знанням справи, яка складається з розуміння суті виконуваних завдань і вирішуваних проблем, досвіду в цій галузі та використання його кращих досягнень, уміння вибирати засоби і способи дії відповідно до конкретних обставин, відчуття відповідальності за досягнуті результати, спроможність вчитися на помилках і вносити корективи в процесі досягнення цілей.

Формування професійної компетентності інженера-педагога забезпечується вивченням усіх дисциплін навчального плану: зміст курсів орієнтований на формування системи знань, системи цінностей -- особистісно і професійно значущих для майбутнього інженера-педагога, системи вмінь і навичок, способів і педагогічних технологій, які забезпечують умови для формування готовності фахівця комп'ютерного профілю до майбутньої професійної діяльності.

Аналіз праць учених О. Дубасенюк, В. Сластьоніна, Н. Шеляховської та ін. дав можливість визначити готовність інженера-педагога до професійної діяльності шляхом сформованості у нього відповідних компетентностей, усвідомлення себе як креативної особистості, потребу у творчій взаємодії з суб'єктами навчання, наявність перцептивно-рефлексивних і конструктивно-управлінських здібностей, досвід організації навчально-виховного процесу.

Дослідження процесу підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю до професійної діяльності на етапі констатувального експерименту свідчить про те, що більшість опитуваних позитивно ставляться до професійної діяльності у навчальних закладах системи професійно-технічної освіти. Проте 76,8 % опитуваних визнали, що в них професійні компетентності недостатньо сформовані. Подальше тестування студентів підтвердило низький рівень сформованості знань, умінь і навичок з фахової підготовки, зокрема: відмінні та добрі оцінки продемонстрували лише 23,1 % опитаних, а основний результат становили задовільні (31,2 %) та незадовільні (45,7 %) оцінки.

У процесі констатувального етапу експерименту виявлено, що більшість студентів перебувають на низькому рівні сформованості професійних компетентностей, що негативно впливає на професійну гнучкість майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

Результати констатувального етапу експерименту підтверджують необхідність удосконалювати навчальний процес у ВНЗ для формування готовності майбутніх інженерів-педагогів до професійної діяльності.

У другому розділі -- „Теоретичні основи педагогічних технологій навчання майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю” -- проведено аналіз інформаційних технологій, зокрема технології проектів і проблемного навчання, модульних технологій (модульно-рейтингова і кредитно-модульна), які використовують у професійній підготовці майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

Важливою проблемою підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю є оптимізація управління навчально-пізнавальною діяльністю студентів на основі використання сучасних педагогічних технологій. За цих умов домінантною стає здатність інженера-педагога на основі психолого-педагогічної і комп'ютерної підготовки перебудувати систему власної професійної діяльності, ураховуючи соціально значущі цілі та нормативні вимоги.

Педагогічна практика свідчить про суттєві вади у підготовці майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, пов'язані з відповідністю реального змісту інженерно-педагогічної освіти запитам суспільства. На основі дослідження виявлено застосування традиційних форм навчання, недооцінювання особливостей інженерної і педагогічної складових, недостатнє використання в навчально-виховному процесі особистісно-орієнтованих технологій тощо.

Порівняльний аналіз досліджень вітчизняних науковців (А. Ашеров, Т. Богданова, Є. Громов, Г. Сажко, В. Хоменко), практичний досвід є підґрунтям для виявлення специфіки підготовки фахівців комп'ютерного профілю, яка передбачає використання в навчальному процесі інформаційних технологій і прикладного програмного забезпечення, що швидко розвиваються, унаслідок цього відбувається відставання освітнього процесу від потреб практики. Це вказує на наявність суперечностей між завданнями педагогічного університету, які орієнтовані на повну реалізацію творчих сил студентів, і усталеними формами та методами їх вирішення.

Розглядаючи проектну технологію навчання (О. Коберник, Н. Пахомова, Є. Полат, С. Ящук) як складову професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів, проект трактуємо як систему комунікативних вправ, в якій передбачено самостійну творчу діяльність у розв'язанні якоїсь проблеми, результатом цього є виокремлений кінцевий продукт -- об'ємна модель (вузол, механізм), імітаційна установка технологічного процесу, автоматизоване робоче місце тощо. Це дає підстави стверджувати, що проект є одиницею навчального процесу, в якому майбутні фахівці оволодівають професійними компетентностями в межах певної тематики, що актуально в їх підготовці.

З'ясовано, що технологія проектного навчання в підготовці майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю у педагогічному університеті відіграє важливу роль, оскільки: проект є міжпредметним і потребує актуалізації знань з різних галузей, тим самим сприяє інтеграції загальноосвітньої і професійно-орієнтованої підготовки, а також дисциплін інших навчальних циклів;

- процес виконання проекту уможливлює поєднання навчальної діяльності з іншими видами діяльності (дослідницькою, естетичною тощо);

- робота над проектом поєднує самостійну індивідуальну діяльність студента з парною, груповою і фронтальною творчою діяльністю розв'язку тієї чи іншої проблеми, що потребує вмінь ставити проблему, передбачати способи її розв'язання, планувати послідовність дій, підбирати необхідний матеріал, обговорювати та систематизувати його і, нарешті, уміння презентувати проект широкому загалу.

Аналіз сучасних інформаційних технологій (Р. Гуревич, А. Коломієць, Л. Морська, Л. Романишина) свідчить про те, що вони суттєво відрізняються від попередніх організаційно, а змістовно базуються на відомих, які добре зарекомендували себе у педагогічній практиці, серед них є і проблемне навчання (А. Брушлинський, М. Махмутов, О. Леонтьєв, І. Лернер). Установлено, що технологія проблемного навчання формує в майбутніх інженерів-педагогів єдність професійних рішень із науково обґрунтованими практичними діями, розуміння професійних завдань освіти і педагогічних технологій на концептуальному, процедурному та реалізаційному рівнях. У процесі дослідження проблемне навчання розглядали як цілісну дидактичну систему, що охоплює всі сторони навчального процесу (викладання, навчання, зміст навчального матеріалу), у підготовці інженерів-педагогів комп'ютерного профілю в педагогічному університеті. Визначено оптимальні умови реалізації проблемного навчання через цілеспрямований підбір та адекватну систематизацію навчального матеріалу, які забезпечували активізацію розумової діяльності студентів, спрямованої на розвиток їх професійної майстерності (психолого-педагогічної і комп'ютерної складових). Ефективність проблемного навчання виявлено під час формування знань, розвитку активності, свідомості і самостійності майбутніх інженерів-педагогів, виховання творчого підходу до професійної діяльності.

Найбільший ефект самостійного бачення проблеми та спрямування мисленнєвої діяльності у студентів спостерігали у процесі розв'язання проблем і комп'ютерних завдань, які мають творчий характер та практичне значення в майбутній професійній діяльності. Успішність їх вирішення залежить від набуття здібностей до схематизації, узагальнення, конкретизації, абстрагування, які становлять основу інтелектуальної техніки.

Вимоги до результатів навчання на сучасному етапі орієнтують майбутніх фахівців комп'ютерного профілю на свідоме засвоєння навчального матеріалу, індивідуалізацію навчання, самостійне здобування знань. Однією з технологій, яка дає змогу комплексно розв'язати ці завдання, є модульна (Л. Романишина, О. Пєхота, П. Сікорський, С. Сисоєва). Встановлено, що особливістю модульних технологій навчання у процесі підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю є інтеграція принципів модульності, самоорганізації і контекстності, які забезпечують формування високого рівня професійної компетентності. Такий підхід передбачає варіативність навчання, адаптацію освітнього процесу до можливостей і запитів майбутніх інженерів-педагогів. Це сприяло формуванню професійних компетентностей фахівців комп'ютерного профілю. Застосування модульних технологій призводить до зміни змісту і дидактичного наповнення навчальних предметів, пов'язаного з розв'язанням тих чи інших психолого-педагогічних проблем навчання в будь-якій конкретній ситуації.

Такий підхід до організації навчального процесу забезпечував усвідомлене сприйняття навчальної інформації студентами, підвищував їх розумову активність, створював умови для гуманізації взаємодії викладача і студента, внаслідок цього змінювався стиль їхнього спілкування, а управлінська діяльність на всіх рівнях трансформувалася із суб'єктно-об'єктних у суб'єктно-суб'єктні на рефлексивному ґрунті.

У третьому розділі -- „Система професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю в умовах інформаційних технологій” -- визначено педагогічні основи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів у контексті системного підходу, розкрито особливості інтеграції змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін, розроблено модель педагогічної системи підготовки фахівців комп'ютерного профілю на цьому етапі та методику її реалізації шляхом застосування у навчальному процесі електронного навчально-методичного комплексу.

Система інженерно-педагогічної освіти забезпечує вирішення множинних проблем, центральне місце серед яких займають питання інтеграції педагогічних і фахових знань у змісті професійної підготовки. Поєднання такої підготовки має взаємообумовлений характер. З одного боку, вивчення загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін (педагогіки, методики професійного навчання і спеціальних дисциплін, спрямованих на поглиблення вивчення методики професійної діяльності, формування професійної компетентності) повинно бути достатньою мірою забезпечено змістовною інженерною підготовкою, у тому числі комп'ютерною, оскільки вона є найбільш наближеною до вибраної сфери діяльності. З іншого -- психолого-педагогічна підготовка є одним з основних детермінантних чинників відбору змісту професійно-орієнтованих дисциплін і практик, оскільки вона визначає ймовірні межі застосування набутих знань і вмінь: широту та рівень засвоєння професійної діяльності.

У процесі дослідження встановлено, що зміст психолого-педагогічної підготовки інженера-педагога комп'ютерного профілю є цілісною системою, самостійним елементом професійної освіти. Структурний (статичний) аналіз цієї системи дав змогу уточнити цілі психолого-педагогічної підготовки інженера-педагога на сучасному етапі, виділити професійно необхідні галузі психолого-педагогічних знань фахівця, які в сукупності визначили структуру об'єкта вивчення в циклі цього компонента освіти.

Результати теоретичного дослідження, тривалих спостережень, експерименту дали можливість визначити педагогічні умови професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю: формування мотивації до професійної діяльності (через професійно-орієнтовані завдання, навчальні проекти); інтеграція змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін (на ідеях впорядкованості і стабільності системи міжпредметних процесів, співвідношення теоретичних, емпіричних і практичних знань, наскрізного зв'язку елементів знань у предметах і між ними, цілісності дидактичних відрізків навчального змісту (теми, розділу, курсу)); впровадження інформаційних технологій формування професійних компетентностей; моніторинг та корекція рівня професійної підготовки.

У процесі вивчення наукової літератури з проблеми визначення професійних знань, умінь і навичок майбутніх інженерів-педагогів (А. Ашеров, В. Бакатанова, А. Ганапольський, Е. Зеєр, О. Коваленко), освітньо-кваліфікаційних характеристик і програм, під час аналізу понять, категорій, встановлення напрямів взаємозв'язків узагальнено професійні компетентності, які ґрунтуються на використанні комп'ютерних засобів. Усі інтегровані інженерно-педагогічні знання, навички та вміння фахового характеру поділили на три групи:

1) володіння прикладним програмним забезпеченням (уміння використовувати готові програмні продукти, методи, способи, прийоми, поняття, закони під час розв'язування інженерно-педагогічних завдань, уміння виконувати розрахунки);

2) знання та вміння інженерно-педагогічного моделювання навчальних і виробничих процесів, явищ, ситуацій (знання основних принципів побудови імітаційних середовищ і моделей та методів їх дослідження, навички їх використання, уміння аналізувати та економічно інтерпретувати отримані результати);

3) володіння професійними якостями інженерно-педагогічного характеру (здатність до чіткого доведення висунутих ідей, послідовного та логічного обґрунтування різних видів діяльності, уміння узагальнювати й аналізувати отриману інформацію, уміння абстрагуватись від конкретного до загального, виділяти головне та другорядне).

Професійні якості фахівця комп'ютерного профілю характеризують його знання і вміння досягати поставлених цілей з мінімально можливими витратами ресурсів і часу. Професіоналізм інженера-педагога повинен базуватись на психолого-педагогічній і фаховій підготовці, системному мисленні, ефективних методах обґрунтування рішень і вибору стратегій, організаційних здібностях. Такий рівень підготовки майбутніх інженерів-педагогів є визначальним для проектування змісту (концепції) професійної освіти.

Авторська педагогічна система професійної підготовки інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, що поєднує сукупність компонентів цілісного педагогічного процесу -- від цілей до результату, орієнтована на особистість майбутнього фахівця, який володіє інформаційними технологіями та високим рівнем майстерності. За такого підходу була розроблена модель системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів на основі аналізу змісту і результатів діяльності фахівців та умов, які їх супроводжують (соціального, професійного, особистісного аспектів). Наочно модель педагогічної системи професійної підготовки.

У педагогічній системі професійної підготовки інженерів-педагогів комп'ютерного профілю передбачено: пріоритетні цілі, які орієнтовані на досягнення високого рівня професіоналізму майбутнього фахівця; принципи, зміст, спрямовані на засвоєння складових інженерно-педагогічної підготовки; інтегровані фахові знання, уміння і навички, що формуються як симбіоз психолого-педагогічних і фахових (комп'ютерних) знань і вмінь; педагогічні умови, які забезпечують ефективність реалізації професійної спрямованості інженерно-педагогічної діяльності; методи, форми, засоби, способи контролю та корекції і результат, який характеризує досягнуті зміни відповідно до поставлених цілей.

Формування професійних компетентностей майбутніх інженерів-педагогів базується на певних методологічних закономірностях і підходах. На основі вивчення наукової літератури виокремлено: системний, суб'єктно-діяльнісний, інформаційно-семіотичний, компетентнісний, інтегративний, синергетичний, особистісно-орієнтований методологічні підходи.

У структуру авторської моделі підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю були введені мотиваційно-цільовий, організаційно-змістовий, процесуально-діяльнісний і рефлексивно-результативний блоки. Мотиваційно-цільовий блок репрезентує стратегію професійної освіти, вихідні методологічні і теоретичні положення освітнього процесу. Стратегія професійної освіти майбутніх інженерів-педагогів полягає у визначенні її провідних цілей: формування готовності майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю до професійній діяльності.

Основними теоретичними положеннями, які обумовлюють дієвість моделі педагогічної системи професійної підготовки інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, є такі специфічні принципи: розширення функціональних можливостей, ускладнення професійних функцій, інформаційна технологічність навчання. Принцип розширення функціональних можливостей спрямований на корекцію змісту навчального матеріалу і втілення освітніх технологій, які поетапно формують у студентів системну методологію та первинний досвід майбутньої діяльності. Реалізація принципу ускладнення професійних функцій передбачає врахування в змісті інженерно-педагогічної підготовки перспективних напрямів професійної діяльності, які пов'язуються з суспільними вимогами до якості продукції, розвитку науки, техніки, технологій та самої людини, і згідно з яким ускладнення функцій відбувається в міру зростання цілей, масштабів технологічних систем діяльності. Принцип інформаційної технологічності навчання орієнтує на побудову методики професійної підготовки на основі інформаційних технологій.

Організаційно-змістовий блок моделі педагогічної системи професійної підготовки інженерів-педагогів комп'ютерного профілю відображає інтеграцію змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін через упровадження в навчально-виховний процес сучасних інформаційних технологій на адаптаційному, загальноосвітньому і професійноорієнтованому етапах.

Адаптаційний етап є підґрунтям, на якому відбувається ознайомлення майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю з основними особливостями навчально-професійної діяльності, формуються інтегровані теоретичні знання та деякі практичні вміння щодо технології виконання окремих операцій і навчальний матеріал інтегрується в узагальненій формі.

Загальноосвітній етап орієнтований на інтеграцію міжпредметних зв'язків базових психолого-педагогічних і комп'ютерних знань, умінь і навичок, підготовку майбутнього фахівця до усвідомлення інтегративних процесів у межах педагогічної діяльності.

Професійно-орієнтований етап передбачає системне поєднання, взаємопроникнення та взаємодоповнення психолого-педагогічних і фахових знань, призводить до посилення взаємозв'язків між змістом загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін під час збереження їх автономності і спрямований на індивідуальну траєкторію навчання студентів, враховуючи специфіку професійної діяльності.

Процесуально-діяльнісний блок розкриває основні засоби реалізації інтеграції змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін: через комплекс професійно-орієнтованих завдань і форми організації навчання: лекції, практичні і лабораторні заняття, комп'ютерні практикуми, ділові ігри, екскурсії, конкурси тощо. Для реалізації інтегративних зв'язків професійно-орієнтовані завдання були поділені на три групи: ознайомлювального характеру; практичного спрямування; імітаційного напряму (в умові та розв'язку містять фахові поняття).

Рефлексивно-результативний блок визначає результат професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, а також самооцінку їх професійних компетентностей.

Модель педагогічної системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів спрямована на конструювання навчально-виховного процесу, де передусім є інформація про зміст психолого-педагогічної підготовки, який відображається на змісті фахової (комп'ютерної) складової. Професійна підготовка інженерів-педагогів комп'ютерного профілю передбачає сукупність спеціальних компетентностей, соціально значущих якостей особистості, які дозволяють виконувати професійні обов'язки в певній галузі діяльності.

Підготовка майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю ефективна, якщо використовувати електронні навчально-методичні комплекси, зміст яких має задовольняти такі умови: узгоджуватися за внутрішньопредметними і міжпредметними зв'язками; спиратися на фундаментальні поняття і закономірності; забезпечувати професійну спрямованість загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін.

У четвертому розділі -- „Реалізація системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю” -- на підґрунті концепції професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, інформаційних технологій, на основі компетентністного та інтегративного підходів описано впровадження педагогічної системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю в освітньому просторі педагогічного університету та визначено ефективність її функціонування.

Основною для оцінювання ефективності педагогічної системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів є характеристика, у якій передбачено просування студента на більш високий рівень інженерно-педагогічної підготовленості. Такий підхід у процесі експериментальної роботи вимагає виділення рівнів оволодіння студентом знаннями і вміннями з відповідного виду діяльності.

Визначені такі критерії рівнів сформованості знань і вмінь:

- 1-й рівень -- вирішення окремих структурних елементів майбутньої професійної діяльності;

- 2-й рівень -- повне вирішення завдань майбутньої професійної діяльності;

- 3-й рівень -- вирішення нетипових інженерно-педагогічних завдань;

- 4-й рівень -- самостійне вирішення нетипових професійних завдань на етапі пошукової діяльності.

На початковому етапі формувального експерименту вивчалось питання наявності у студентів інтересу до обраного фаху. Отримані результати свідчать про те, що в більшості респондентів (у середньому 89,0 %) є такий інтерес. До того ж, в усіх групах, що проходили анкетування, розходження в кількісних показниках є незначними. Цей чинник ми розглядаємо як один із вагомих, оскільки він є свідченням прояву студентами мотивації до обраного фаху.

Важливим підетапом формувального етапу експерименту є виявлення ступеня засвоєння студентами знань із загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін, їх дослідницького апарату, наукового та практичного значення, проблем професійного характеру та шляхів їх вирішення.

Формування готовності майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю до професійної діяльності визначали за чотирма послідовними рівнями:

- перший рівень (репродуктивний) характеризується тим, що студенти оволоділи декількома діями і тому можуть виконувати завдання, пов'язані з використанням нескладного програмного забезпечення (коефіцієнт засвоєння (K_з) був меншим 0,5 (K_з<0,5));

- на другому (реконструктивному) рівні -- студенти володіли інженерно-педагогічними знаннями, проте не могли аналізувати та зіставляти їх. Такі студенти виконували завдання після отримання чіткої інструкції (коефіцієнт засвоєння був вищим 0,5 (0,5<K_з<0,7));

- третій рівень (продуктивний) характеризується діями, пов'язаними з доказами, узагальненнями, абстрагуванням і використанням нових властивостей та ознак змісту навчального матеріалу. Завдання студенти виконували самостійно, використовуючи і трансформуючи засвоєні раніше знання (коефіцієнт засвоєння коливався в межах від 0,7 до 1,0 (0,7<K_з<1,0));

- для четвертого (творчого) рівня характерним є високий ступінь оволодіння студентами різних способів діяльності і засвоєння достатніх інженерно-педагогічних знань (коефіцієнт засвоєння знань був близьким 1,0 (K_з=1,0)).

У процесі дослідження здійснили аналіз якості інженерно-педагогічних знань студентів за критеріями кінцевого результату навчання, а саме: обсягом, системністю, осмисленістю і глибиною знань. Результати порівняльного аналізу (табл. 1) свідчать про те, що експериментальна методика навчання дала можливість не тільки підвищити якість професійних знань студентів, забезпечити їх стабільну динаміку, а також суттєво покращити готовність майбутніх інженерів-педагогів до професійної діяльності.

Рівень методичної готовності студентів до майбутньої професійної діяльності можна суттєво покращити на основі інтеграції змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін засобами інформаційних технологій. У табл. 2 показано розподіл студентів експериментальних і контрольних груп залежно від рівня сформованості методичних умінь здійснювати професійну діяльність. Представлені результати свідчать про те, що кількісні та рівневі показники вмінь є значно вищими в експериментальних групах порівняно з контрольними. Це пояснюється тим, що реалізована цілеспрямована підготовка студентів до професійної діяльності, у межах педагогічного експерименту, з використанням у навчальному процесі інтегративного підходу до вивчення загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін на основі інформаційних технологій є доцільною і може бути закріплена в методиці їх викладання.

Таблиця 1. Результати порівняльного аналізу якості знань студентів на початку і наприкінці експерименту

Таблиця 2. Узагальнені результати рівнів сформованості в студентів методичних умінь

Оцінка ефективності вдосконаленої методики підготовки студентів до майбутньої професійної діяльності була доповнена діагностикою рівнів сформованості мотиваційного, когнітивного, операційного і технологічного компонентів (табл. 3). Динаміку їх змін встановлювали на основі анкетних опитувань студентів на різних етапах експерименту.

Таблиця 3. Узагальнені результати рівнів сформованості компонентів професійної готовності майбутніх інженерів-педагогів

Результати педагогічного експерименту були статистично опрацьовані з використанням t-критерію Стьюдента та методу дисперсійного аналізу і за відповідними правилами прийняття рішень зроблено висновки про те, що розроблена педагогічна система професійної підготовки інженерів-педагогів комп'ютерного профілю є ефективнішою за традиційну не лише в напрямі формування у студентів професійних компетентностей, а й у напрямі підвищення рівня навчальних, професійних і технологічних складових їх підготовки. Причини цього полягають у тому, що в умовах традиційного за суттю процесу професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю неможливе повною мірою дотримання відповідних вимог до всіх виокремлених компонентів розробленої педагогічної системи професійної підготовки таких фахівців в освітньому просторі педагогічного університету.

Висновки

На основі концепції підготовки інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, враховуючи специфіку їх діяльності, обґрунтовано теоретико-методологічні засади системи професійної підготовки таких фахівців.

1. Професійна підготовка майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю у педагогічному університеті детермінується комплексом особливостей інженерно-педагогічної підготовки (інтегративність, поліваріантність, гнучкість, поліфункціональність) і специфікою її здійснення (велике інформаційне навантаження, підвищена рухливість нервової системи, висока координація зорового аналізатора, підвищений рівень психічної діяльності). Теоретико-методологічне узагальнення й основне розв'язання проблеми підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю виявляється у визначенні змісту і структури їх професійної діяльності (мотиваційний, когнітивний, операційний і технологічний компоненти), обґрунтуванні інтегративного підходу до вивчення загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін на основі інформаційних технологій.

Ефективна підготовка майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю здійснюється через реалізацію принципів системності, науковості, інтегративності, розширення функцій інформаційних технологій у професійній діяльності інженера-педагога, ускладнення його професійних функцій, унаслідок цього у фахівців комп'ютерного профілю формуються професійні компетентності (інформаційні, комунікативні, організаційні), розвивається творчий потенціал, креативність, готовність застосовувати у своїй професійній діяльності інформаційні технології.

Професійна компетентність інженера-педагога комп'ютерного профілю -- це сукупність психолого-педагогічних, технічних і спеціальних компетентностей, які є основою майбутньої діяльності таких фахівців. Вона складається з набутого досвіду, теоретичних знань, практичних умінь і навичок, професіоналізму особистості.

2. Результати аналізу підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю у педагогічному університеті свідчать, що їх теперішній стан не відповідає сучасним вимогам. Освітня система недостатньо забезпечує умови для формування професійної компетентності інженерів-педагогів комп'ютерного профілю. Низька мотивація оволодіння майбутнім фахом детермінує недостатню їх професійну компетентність студентів. Створюються умови для поповнення закладів системи професійно-технічної освіти некомпетентними, недостатньо підготовленими фахівцями в галузі інформаційних технологій.

Одержані результати констатувального етапу експерименту підтвердили низький рівень сформованості професійних компетентностей у більшості студентів (76,8 % опитуваних). На достатньому і високому рівнях засвоєння професійних компетентностей перебувало лише 23,2 % респондентів, що переконує в необхідності вдосконалення навчального процесу в педагогічному університеті щодо підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю до професійної діяльності. Головними причинами незадовільного стану підготовки інженерів-педагогів є: 1) зовнішні -- випереджувальний характер інформаційних технологій; невідповідні можливостям студента зміст навчання і методика викладання; зміна профілю професійної діяльності в сучасних умовах; несумісність функціональних можливостей студентів вимогам, що пред'являються теперішньою системою навчання; 2) внутрішні -- низька практична спрямованість загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін; недосконалість робочих навчальних програм; зменшення аудиторних годин на фахову підготовку; висока інтенсифікація процесу навчання; 3) загальні -- підвищена стомлюваність студентів у процесі роботи з комп'ютерною технікою; низький індивідуальний темп діяльності; загальна ослабленість організму; нестійка працездатність; 4) специфічні -- порушення моторики, зорово-моторної координації, зорового і просторового сприйняття.

Педагогічна система професійної підготовки фахівців комп'ютерного профілю має повністю реалізовувати свою випереджувальну функцію щодо розвитку суспільства і виробництва, тому в педагогічному університеті потрібно застосовувати сучасні інформаційні технології, враховуючи тенденції інтеграції України в Європейський освітній простір.

3. На підставі аналізу наукової літератури з'ясовано, що професіограма інженера-педагога комп'ютерного профілю є основою професійного самовизначення. Вона орієнтує майбутніх фахівців на виявлення професійно важливих якостей і містить сукупність особистісно-ділових рис, певний обсяг суспільних, психолого-педагогічних і спеціальних знань, умінь і навичок. Сутність професіограми інженера-педагога комп'ютерного профілю визначає об'єкт, цілі професійної підготовки, коригування освітньо-професійної програми підготовки фахівців усіх освітньо-кваліфікаційних рівнів.

4. Розроблено, теоретично обґрунтовано та експериментально перевірено педагогічну концепцію професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів, яка забезпечила визначення таких положень:

- професійна діяльність інженера-педагога комп'ютерного профілю є поліфункціональною і широкопрофільною;

- підготовку інженерів-педагогів комп'ютерного профілю до професійної діяльності у педагогічному університеті необхідно здійснювати на основі широкого залучення інформаційних технологій та інтеграції змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін, набуття професійних компетентностей;

- інтеграцію змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін потрібно здійснювати, скоригувавши зміст навчання інженерів-педагогів комп'ютерного профілю із майбутньою професійною діяльністю та застосувавши систему організації творчої діяльності студентів щодо реалізації інтеграції цих дисциплін, в основі якої є комплекс методів, засобів і форм взаємозв'язку;

- інтеграція змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін забезпечує паралельне вивчення (протягом усього періоду навчання на всіх освітньо-кваліфікаційних рівнях) цих предметів у педагогічному університеті; розвиток мотиваційної сфери; поєднання творчої та репродуктивної діяльності; самостійної навчально-пізнавальної діяльності, що є адекватною до майбутньої професійної діяльності;

- розробку теоретико-методологічних засад професійної підготовки треба проводити на основі комплексного застосування системного, інформаційно-семіотичного та особистісно-орієнтованого підходів;

- методика професійної підготовки студентів інженерно-педагогічних спеціальностей буде забезпечувати умови для розвитку інтелекту, пізнавальної активності, логічного мислення, розвитку професійних компетентностей майбутнього інженера-педагога (інформаційної, комунікативної, організаційної).

Запропонована педагогічна концепція реалізується в навчальному процесі через загальнодидактичні і специфічні принципи, які зумовлюють вимоги до основних компонентів процесу навчання: цілей, завдань, змісту, методів, форм, інформаційно-предметного забезпечення та результатів навчання.

5. Якісну підготовку майбутніх інженерів-педагогів забезпечило застосування у навчальному процесі інформаційних технологій: проектної, проблемної, модульних. виконання навчальних проектів розвинуло в студентів пізнавальні навички; сформувало вміння самостійно конструювати свої знання, комунікативні здібності і здатність до спільної роботи в групі; створило можливості для реалізації інтегративних зв'язків. Проблемне навчання спрямоване на розвиток професійно-пізнавального інтересу, творчого мислення майбутніх інженерів-педагогів. У модульних технологіях навчання передбачено інтеграцію принципів модульності, самоорганізації і контекстності, що сприяло формуванню високого рівня професійної компетентності фахівців такого профілю.

Інформаційні технології підвищують пізнавальний інтерес майбутніх інженерів-педагогів до майбутньої професійної діяльності, розширюють можливості цілеспрямованого впорядкованого формування, поглиблення та розширення теоретичних знань студентів.

6. Обґрунтування концепції, змісту, компонентів і педагогічних умов підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю дало змогу розробити педагогічну систему професійної підготовки особистості студентів, які використовують інформаційні технології та володіють високим рівнем майстерності. Система побудована з урахуванням вимог професійної діяльності, конкурентоспроможності в європейському освітньому просторі. У педагогічній системі передбачено пріоритетні цілі, орієнтовані на досягнення високого рівня професіоналізму майбутнього фахівця; принципи, зміст, спрямовані на засвоєння складових інженерно-педагогічної підготовки; професійні компетентності, що їх формують як симбіоз психолого-педагогічних і комп'ютерних знань та вмінь; педагогічні умови, які забезпечують ефективність реалізації професійної спрямованості інженерно-педагогічної діяльності; методи, форми, засоби, способи контролю та корекції і результат, який характеризує досягнуті зміни відповідно до поставлених цілей.

Оцінка студентами випускних курсів змісту та якості підготовки у ВНЗ до професійної діяльності і ступінь їх зацікавленості в такій підготовці призвели до необхідності переглянути методи викладання загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін щодо інтенсифікації навчального процесу та його переорієнтування на отримання майбутніми фахівцями практичних знань інженерно-педагогічної підготовки. Встановлено пряму залежність між якістю знань студентів, станом викладання загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін у ВНЗ і практичною підготовкою майбутнього інженера-педагога до професійної діяльності. Виявлено, що недостатня зацікавленість студентів в отриманні практичних навичок професійної діяльності є наслідком низького рівня інформаційної культури, а це зумовлено слабкою шкільною підготовкою.

Розроблена система використана для корекції робочих програм загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін з урахуванням їх професійної спрямованості.

7. Авторська методика реалізації інтегративного підходу до вивчення професійно-орієнтованих дисциплін майбутніми інженерами-педагогами комп'ютерного профілю досягається шляхом дотримання педагогічних умов (формування мотивації до професійної діяльності; інтеграція змісту загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін; упровадження інформаційних технологій формування професійних компетентностей; моніторинг та корекція рівня професійної підготовки) формування їх професійної гнучкості, забезпечення фахової спрямованості дисциплін усіх циклів.

8. Розроблений і впроваджений електронний навчально-методичний комплекс для реалізації педагогічної системи підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю містить навчальні програми з професійно-орієнтованих дисциплін, лекційний матеріал, посібники, методичні розробки для лабораторних занять, завдання для індивідуальної та самостійної роботи, тестові завдання для здійснення модульного контролю успішності навчальних досягнень студентів.

Авторський ЕНМК орієнтований на застосування у навчальному процесі інтерактивних методів і форм навчання (проекти, комп'ютерне моделювання, інформаційні ресурси); інтелектуальних технологій прийняття рішень (нейронні мережі, нечітка (розмита) логіка); засобів комп'ютерних технологій на основі програмного забезпечення (комплект Microcoft Office, Компас 3D, SolidWorks, AutoCAD, MatLab, MathCad, PHP-програмування); технологій мультимедіа; глобальної мережі Internet; мобільних технологій (мобільні телефони, смартфони, електронні книжки); методів імітації професійної діяльності, а також урахування індивідуальної траєкторії навчання студентів на основі сукупності традиційних і сучасних інформаційних технологій.

9. Діагностика ефективності реалізації педагогічної системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю здійснювалася поетапно, у процесі побудови графічної моделі та впровадження системи загалом.

Під час формувального етапу експерименту в професійній підготовці майбутніх фахівців комп'ютерного профілю відбувалися якісні та кількісні зміни. Аналіз якості інженерно-педагогічних знань студентів засвідчив, що система професійної підготовки є ефективною і забезпечує позитивний вплив на формування їх професіоналізму. Проаналізовано якість інженерно-педагогічних знань студентів за чотирма критеріями оцінювання: обсягом, системністю, осмисленістю і глибиною, а також динаміку їх зміни протягом семестру, навчального року.

Аналіз результатів упровадження педагогічної системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю, отриманих під час формувального експерименту, дав можливість виявити пряму залежність між функціонуванням розробленої системи, професійними компетентностями і станом підготовки до професійної діяльності таких фахівців. Перевірка набутих студентами професійних компетентностей засвідчила, що експериментальна методика навчання на основі інтегративного підходу до вивчення загальноосвітніх і професійно-орієнтованих дисциплін і сучасних інформаційних технологій дала змогу підвищити професійні компетентності студентів і забезпечити їх стабільну позитивну динаміку, а також покращити загальну готовність майбутніх фахівців до професійної діяльності. Результати порівняльного аналізу якості знань студентів, які навчалися за експериментальною методикою (із застосуванням інтегративного підходу на основі сучасних інформаційних технологій), виявилися вищими, ніж у студентів, які навчалися за традиційними методиками.

За результатами експерименту визначено, що рівень методичної готовності студентів до професійної діяльності на практиці можна суттєво покращити шляхом реалізації системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів на основі інформаційних технологій, що були запропоновані студентам експериментальних груп.

Експериментальне навчання не тільки забезпечило навчально-пізнавальну мотивацію, але й створило систему ціннісних орієнтирів і суджень про сутність майбутньої професійної діяльності. Під час розрахунку t-критерію Стьюдента для отриманої вибірки та його порівняння з табличним значенням нульова гіпотеза не підтвердилася. Є підстави стверджувати, що рівень успішності в експериментальних групах об'єктивно вищий. На 63,43 % дисперсія набраних балів пояснюється щільністю їх розподілу, а на 36,57 % -- впливом інших чинників (в основному суб'єктивних показників здібностей і зацікавленості студентів у результатах навчання).

Експериментальна перевірка ефективності впровадженої системи професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю засвідчила, що домінантний вплив на щільність балів, набраних студентами експериментальних і контрольних груп на завершальному тестуванні (екзамені), забезпечується використанням у навчальному процесі різних методик викладання.

Результати дисертаційного дослідження дають підстави для висновку про те, що мету досягнуто, визначені завдання реалізовано, використання розробленої педагогічної системи суттєво підвищує ефективність професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів комп'ютерного профілю.

Здійснене дослідження цієї проблеми дозволяє сформулювати такі пропозиції: на загальнодержавному рівні враховувати сучасні тенденції розвитку ПТНЗ у контексті інтеграції України в єдиний простір вищої освіти Європи; удосконалювати організацію проходження навчальних практик студентами в системі ПТНЗ і на виробництві; у ВНЗ непедагогічного профілю постійно приділяти увагу психолого-педагогічній підготовці майбутніх інженерів-педагогів; урізноманітнювати форми навчальної діяльності студентів шляхом створення авторських навчально-методичних комплексів на основі інтегративного підходу та сучасних інформаційних технологій; впроваджувати високоефективні технології навчання професійно-орієнтованих дисциплін у системі ВНЗ України.